Міністерство освіти та науки України Національний унівеоситет «Львівська політехніка» Кафедра САПР Лабораторна робота №3 З курсу "Розробка систем комп’ютерного проектування" на тему «Особливості проектування активних фільтрів» 1.5. Особливості проектування активних фільтрів. Відомі дуже хитромудрі конструкції активних фільтрів, кожний з яких використовується для того, щоб в якості характеристики фільтра отримати потрібну функцію, як, наприклад, функції Баттерворта, Чебишева та ін Виникає питання: навіщо взагалі потрібно більше однієї схеми активного фільтра? Причина полягає в тому, що кожна схемна реалізація є найкращою в розумінні тих чи інших бажаних властивостей, і тому «абсолютно найкращої» схеми активного фільтра не існує. Деякі властивості, бажані для схеми активного фільтра, такі: а) мале число елементів, як активних, так і пасивних; б) легкість регулювання; в) малий вплив розкиду параметрів елементів, особливо значень ємностей конденсаторів; г) відсутність жорстких вимог до застосовуваного операційного підсилювача, в особливості вимог до швидкості наростання, ширині смуги пропускання і повному вихідному опору; д) можливість створення високодобротних фільтрів; е) нечутливість характеристик фільтру по відношенню до параметрів елементів і коефіцієнту підсилення ОУ (зокрема, добутку коефіцієнта підсилення на ширину смуги пропускання). З багатьох причин остання властивість є одним з найбільш важливих. Фільтр, який вимагає дотримання високої точності значень параметрів елементів, важко налаштовувати, і у міру старіння елементів настройка втрачається. Крім того, додатковою неприємністю є вимога використовувати елементи з малим допуском значень параметрів. Схема фільтра Саллена-Кі широко популярна завдяки своїй простоті та малому числу деталей. Однак ця схема страждає недостатком, а саме високою чутливістю до змін значення параметрів елементів. При проектуванні фільтрів високого порядку n часто використовують наступний підхід. Спочатку будемо вважати, що n - парне число. Передавальну функцію
представляють у вигляді добутку співмножників, причому кожен співмножники являється передавально. функцією другого порядку:
При цьому фільтр порядку n будується як схема, що складається з каскадів в кількості n/2, причому кожен каскад є фільтром другого порядку і відповідає відповідному співмножнику
. Часто використовують одну і ту саму базову схему для всіх каскадів. Параметри елементів цієї схеми (опори резисторів і ємності конденсаторів) для кожного i-го каскаду визначають так, щоб каскад описувався передавальною функцією
. У загальному випадку параметри елементів різних каскадів різні. Якщо число n непарне, то в схему фільтра додатково включають один каскад, що є ланцюгом першого порядку (RC-ланцюг з буферним підсилювачем). Висновок: на даній лабораторній роботі було проведено аналіз особливостей проектування активних фільтрів.